多線程技術在雞冠巖電站微機監(jiān)控系統(tǒng)中的應用(1)

1、    多線程技術在雞冠巖電站微機監(jiān)控系統(tǒng)中的應用(1)    介紹了先進的全開放分層分布式微機監(jiān)控系統(tǒng)在雞冠巖電站的應用，系統(tǒng)主控級設備采用多線程技術進行軟件編程，現(xiàn)地控制級設備則采用新型的一體化工作站和進行組合，兩級設備通過高速以太網(wǎng)進行互連，系統(tǒng)安全、穩(wěn)定性高，數(shù)據(jù)傳輸快，操作直觀簡便。 關鍵詞：微機監(jiān)控 多線程 開放系統(tǒng) 全分布 概述 雞冠巖電站共裝有臺水輪發(fā)電機組，總裝機容量為，分別有、母線各一條，機組出口母線通過升壓變壓器與母線連接，電能經(jīng)出線送入電網(wǎng)。微機監(jiān)控系統(tǒng)設計目標是：（）電站按少人值班進行總體

2、設計和系統(tǒng)配置，不設常規(guī)控制系統(tǒng)；（）電站的日常運行完全依靠計算機系統(tǒng)，繼電保護裝置的動作和故障信息通過串行通訊口與監(jiān)控系統(tǒng)通訊；（）對全廠各種運行設備的狀態(tài)及工況進行全面監(jiān)視；（）實現(xiàn)對發(fā)、輸電設備的自動化操作和控制；（）當各運行設備出現(xiàn)運行異常或運行參量超出正常運行值時進行語音、圖形、文字報警；（）實現(xiàn)各種采集數(shù)據(jù)的二次計算及歷史數(shù)據(jù)的處理；（）系統(tǒng)采用全開放分層分布式冗余配置，在主控級設備或通訊網(wǎng)絡故障時，現(xiàn)地控制單元均能獨立完成監(jiān)控操作；（）分布式數(shù)據(jù)庫及軟件模塊化、結構化的設計，使系統(tǒng)更能適應功能的增加和規(guī)模的擴充。微機監(jiān)控系統(tǒng)硬件結構微機監(jiān)控系統(tǒng)結構模式采用當前國際上流行的全開放分

3、層分布式新一代微機監(jiān)控系統(tǒng)。按電站的控制層次和對象，系統(tǒng)共分為兩層。系統(tǒng)主控級系統(tǒng)主控級設備包括一臺配備寸高分辨率顯示器的工業(yè)控制計算機、寬幅針式打印機、調制解調器、語音報警裝置、時鐘裝置等設備。主控級配置一臺高性能工業(yè)控制計算機完全能勝任對已經(jīng)由分散在現(xiàn)地控制單元中的一體化工作站處理過的監(jiān)視和控制等數(shù)據(jù)的處理。通過語音處理軟件利用漢語普通話，可以對電站故障和事故發(fā)語音告警信號。利用調制解調器，通過專用線路，可使電站與調度中心保持聯(lián)系，傳送電站數(shù)據(jù)接收調度指令。系統(tǒng)采用衛(wèi)星同步時鐘設備作為接入一個標準時鐘，通過網(wǎng)絡使監(jiān)控系統(tǒng)中各節(jié)點設備能夠接收標準時鐘輸出的串行數(shù)字對時信號和脈沖對時信號，以供

4、主控級計算機和現(xiàn)地控制級、進行對時，以確保各事件順序記錄具有統(tǒng)一的時基?，F(xiàn)地控制級電站現(xiàn)地控制單元包括面機組順控屏和面公用屏和其它一些輔助控制屏。各現(xiàn)地控制單元內的一體化工作站與上層的主控級計算機連接在同一局域網(wǎng)上，實現(xiàn)資源的共享及分布處理，而一體化工作站又與機組及各信號裝置、采集裝置等設備通過串行工業(yè)總線連接，其在這一結構中起到橋梁與分隔的作用。另一方面有了它能使各現(xiàn)地控制單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)分布處理并獨立完成控制任務，這種數(shù)據(jù)與功能的分布性帶來了更高的可靠性與靈活性，也有利于電站微機監(jiān)控系統(tǒng)的分步實施與投運。機組順控屏每面機組順控屏中主有一體化工作站、不間斷電源、微機自動準同期裝置、機組轉速信號器

5、、剪斷銷信號器、溫度巡檢儀、綜合電量采集、等裝置，各裝置的硬件連接組成如圖所示。每臺機組配備一套微機自動準同期裝置完成機組并網(wǎng)操作。每臺機組還單獨配置一套綜合電量采集裝置，使用單獨的進行數(shù)據(jù)測量，保證采集的數(shù)據(jù)準確可靠。公用屏公用屏中主裝置有一體化工作站、不間斷電源、手動準同期裝置、綜合電量采集、。屏柜中各裝置的硬件連接組成類似圖所示，在此不再重復。公用屏中設置了一套手動準同期裝置，能夠在機組微機自動準同期裝置故障的時候通過選擇開關選擇相應的同期點完成機組的并網(wǎng)操作。    系統(tǒng)網(wǎng)絡結構 系統(tǒng)中選用以太網(wǎng)，采用總線型網(wǎng)絡拓撲結構，此結構簡單且可擴充性好，

6、當需增加節(jié)點時，只需在總線上增加一個分支接口便可與節(jié)點相連，當總線負載過重時還可以擴充總線，符合監(jiān)控系統(tǒng)開放性設計求。監(jiān)控系統(tǒng)通訊組網(wǎng)圖如圖所示。多線程技術在雞冠巖電站微機監(jiān)控系統(tǒng)軟件中實現(xiàn)多線程技術概述及其優(yōu)點監(jiān)控系統(tǒng)軟件的各功能模塊，都是按照進程來編制的。進程就是應用程序在一個數(shù)據(jù)集合上的一次動態(tài)執(zhí)行過程。一個任務只會有一個進程，系統(tǒng)中每一個進程都在自己獨立的內存地址空間運行，每個進程又可以同時執(zhí)行多個線程，但有且只有一個主線程，各線程可分別完成不同的功能。線程是操作系統(tǒng)分配時間的基本實體，每個線程占用的時間由系統(tǒng)分配，系統(tǒng)不停的在線程之間切換，進程中的線程共享進程的虛擬地址空間，可以訪問

7、進程的資源，處于并行執(zhí)行狀態(tài)。每個線程可以指定優(yōu)先級，優(yōu)先級高的線程調用次數(shù)比優(yōu)先級低的線程頻繁。在對監(jiān)控系統(tǒng)軟件編程過程中充分利用多線程技術的優(yōu)勢，可極大提高軟件穩(wěn)定、安全和高效性。在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)下，應用程序處在單任務單一線程運行過程，每個程序的運行都是搶先式，即占據(jù)整個系統(tǒng)資源，同一時間內其它程序無法運行。在位系統(tǒng)中，多任務處理功能也具有很多局限性，主表現(xiàn)為每個應用程序都有其自己的消息，當應用程序響應一條消息并返回等待狀態(tài)時，它將會變成程序列表中的最后一個進程，等待著處理其它的消息，執(zhí)行處理復雜事件的應用程序時，其它的應用程序必須等待，此時敲擊鍵盤或鼠標，不會立即反應，當執(zhí)行一個非常耗時

8、的應用程序時，等待的時間是令人難以接受的。雞冠巖電站微機監(jiān)控系統(tǒng)主控機采用位分時多任務實時操作系統(tǒng)作為系統(tǒng)            摘介紹了先進的全開放分層分布式微機監(jiān)控系統(tǒng)在雞冠巖電站的應用，系統(tǒng)主控級設備采用多線程技術進行軟件         本篇論文是由3COME文檔頻道的網(wǎng)友為您在網(wǎng)絡上收集整理餅投稿至本站的，論文版權屬原作者，請不用于商業(yè)用途或者抄襲，僅供參考學習之用，否者后果自負，如果此

9、文侵犯您的合法權益，請聯(lián)系我們。軟件平臺，其突出特點是健壯性和穩(wěn)定性，程序對的占用時間由系統(tǒng)決定，系統(tǒng)可同時運行多個進程，每個進程又可同時執(zhí)行多個線程，本進程的崩潰不會影響其它進程正常工作，從而不會造成整個系統(tǒng)“死機”。中多線程序的實現(xiàn)方法解決分布式實時任務的問題，必須采用多線程處理方案。它可極大程度地避免瓶頸，除具有靈活的任務管理功能外，還可實現(xiàn)多重處理。多線程技術可以通過線程包的設計來實現(xiàn)。線程包就是供用戶或程序員調用的關于線程的一組系統(tǒng)調用（或原語）。線程的管理方法有靜態(tài)方法和動態(tài)方法兩種。在處理分布式實時多任務時，一般采用的是動態(tài)方法，即在任務的執(zhí)行時創(chuàng)建或撤消一個線程。系統(tǒng)調用（即線

10、程創(chuàng)建）需指明線程的主程序、棧的大小、優(yōu)先級和一些其它參數(shù)。該調用返回一個線程的標識號，用于以后有關該線程的調用。線程包的實現(xiàn)有兩種方法：一種是在用戶空間實現(xiàn)，另一種是用操作系統(tǒng)內核來實現(xiàn)。在內核實現(xiàn)線程的方法中，由于由內核來管理線程，因此不需運行系統(tǒng)，當進程想創(chuàng)建或撤消一個線程時，只需做一次系統(tǒng)調用即可。是公司開發(fā)的一種先進的可視化編程環(huán)境。在中，其線程是用于運行代碼的對象，每個進程產(chǎn)生時都有一個線程，即主線程。一個進程上可以有多個線程，這些線程可以共享同一進程空間且可并發(fā)執(zhí)行。當主線程結束時，便標志著應用程序的結束，相應的進程便會從系統(tǒng)中卸載。因此是使用操作系統(tǒng)內核來實現(xiàn)線程包的。為了管理

11、所有線程，內核對每個進程都設置一個表，其中包括該進程中每一個線程的入口，每個入口含有線程的寄存器、狀態(tài)、優(yōu)先級及其它信息，這些信息與用戶級線程相同，只不過它此時保存在內核中而不是在用戶空間里。對于大多數(shù)應用程序來說，可以在該程序中用一個線程對象來代表一個執(zhí)行的線程。線程對象封裝了線程最常用的必須的方法。的類封裝了線程，使用類可以方便地在中創(chuàng)建多線程應用程序。監(jiān)控系統(tǒng)軟件中多線程技術的應用分布式實時多任務系統(tǒng)在工業(yè)控制中有著廣泛的應用。下面就是利用的多線程技術開發(fā)的一個分布式實時多任務多線程系統(tǒng)模型的例子。定義、溫度巡檢儀通訊采集線程名稱為，線程實例為。初始化部分為：（）；：；：；線程執(zhí)行部分為

12、：（）（）；運行線程：；以上多線程技術采用了的類對象，即。由于各線程都在相互獨立的地址空間運行，無資源的共享沖突，故未采用線程互斥訪問技術（如、等）。    監(jiān)控系統(tǒng)主軟件功能 數(shù)據(jù)采集和處理采集全廠電力生產(chǎn)過程中的模擬量（電量和非電量）、開關量、電能量和溫度量等實時數(shù)據(jù)。由于各設備數(shù)據(jù)處理求、采集周期等不同，因此，將電站公用數(shù)據(jù)處理放在優(yōu)先級低的線程中處理，而機組部分數(shù)據(jù)處理放在優(yōu)先級高的線程中處理。人機接口通過多窗口系統(tǒng)實時監(jiān)視電力生產(chǎn)現(xiàn)場運行設備的運行狀況，對運行日志報表、統(tǒng)計報表、模擬量越限報表、事故記錄及控制操作報表、系統(tǒng)狀況自診斷等進行顯示、

13、打印、存盤保存操作。控制操作完成全廠機組的開停機（開停機過程和開機條件可視化）操作，電氣一次設備運行方式倒換操作和斷路器、隔離開關、接地刀閘的控制操作。趨勢分析與處理系統(tǒng)對機組各部位溫度量的具有測點溫度變化趨勢的監(jiān)視預測、分析、報警和處理功能。當監(jiān)測到機組某點溫度越高限或梯度限定值，立即進行快速掃查，啟動快速記錄，登錄越限報警報表和快速記錄報表，并啟動機組冷卻水系統(tǒng)的自動倒換處理流程，加速機組各部位的冷卻。若確認機組三部軸承（推力、上導、水導）溫度有兩點越高限，則啟動溫度保護控制流程，將機組解列停機。事故追憶設備發(fā)生事故后，系統(tǒng)將立即對事故相關量在事故發(fā)生前后一段時間內進行快速追憶記錄，并對運

14、行設備保護裝置的動作狀況和運行設備的運行狀況進行事件記錄。智能報警系統(tǒng)可根據(jù)運行設備發(fā)生事故時事件信息和事故電量的變化特性，鑒別分析事故原因、事故類型、事故性質，并自動屏蔽人工模擬的事件信息，實現(xiàn)智能顯示報警和語音報警。智能通訊系統(tǒng)根據(jù)多線程多任務之間的獨立性，將電站需與通訊的設備分組，每一組設備對應一個線程。若設備發(fā)生故障，其對應運行的線程將出現(xiàn)異常，但卻不影響其它線程正常工作。所有的線程都設計了冗余容錯措施。微機監(jiān)控系統(tǒng)運行情況全開放分層分布式微機監(jiān)控系統(tǒng)目前已開始廣泛應用于水電站綜合自動化系統(tǒng)中，其在雞冠巖電站的應用證明，此微機監(jiān)控系統(tǒng)結構設計合理，能完全取代布線邏輯式常規(guī)機組自動裝置。

15、系統(tǒng)軟硬件技術先進，應用功能強，運行性能好，易于操作人員操作，專業(yè)技術人員維護方便。由于軟硬件均采用開放的通用的計算機技術系統(tǒng)擴充升級簡便，運行性能容易得到更進一步的改善，改變了以往實時系統(tǒng)非常專、應用生命周期短、跟不上發(fā)展求的面貌。監(jiān)控系統(tǒng)投運使雞冠巖電站自動化運行水平有了全面的提高，為電站實行“無人值班”（少人值守）創(chuàng)造了良好的條件，也減輕了運行人員的勞動強度，提高了水電站的勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益，促進了節(jié)能增發(fā)。            摘介紹了先進的全開放分層分布式微機監(jiān)控系統(tǒng)在雞冠巖電站的應用，系統(tǒng)主控級設備采用多線程技術進行軟件       &#